專利名稱：具有均勻照明系統(tǒng)的ccd生物芯片檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種生物芯片檢測裝置，特別是具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀。
生物芯片是指通過機(jī)器人自動打印或光引導(dǎo)化學(xué)合成技術(shù)在硅片、玻璃、凝膠或尼龍膜上制造的生物分子微陣列探針，生物芯片上的探針在與經(jīng)過熒光標(biāo)記或經(jīng)過酶標(biāo)記的目標(biāo)樣品雜交后，產(chǎn)生熒光圖像。目前熒光標(biāo)記是芯片信息采集中使用最多也是最成功的報告標(biāo)志，雜交反應(yīng)后芯片上各個反應(yīng)點的熒光位置、熒光強(qiáng)弱經(jīng)過芯片檢測系統(tǒng)將熒光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，即可獲得有關(guān)生物信息。
目前，現(xiàn)有的CCD生物芯片檢測儀都是由光源、激發(fā)窄帶干涉濾光片、發(fā)射窄帶干涉濾光片、鏡頭和CCD像機(jī)組成，它的激發(fā)光源照明系統(tǒng)只有將光源匯聚到芯片上的作用，而沒有將光能均勻化，這樣光能的均勻性達(dá)不到±10％。由于生物芯片上激發(fā)出來的熒光比較微弱，需要較長時間的曝光，光能的不均勻會造成激發(fā)出來的熒光不能真實的反映生物信息，必須通過軟件實時測量光能的不均勻性來進(jìn)行補(bǔ)償，由于這種激發(fā)不是線性的，軟件補(bǔ)償會造成一定的誤差。
本實用新型技術(shù)解決問題是提供一種具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，使得生物芯片上的光強(qiáng)均勻性達(dá)到了±3％，大大地提高了激發(fā)熒光的準(zhǔn)確性，由此獲取的熒光圖像的準(zhǔn)確性也得以大大提高。
本實用新型的技術(shù)解決方案是具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，包括光源、窄帶激發(fā)濾光片、窄帶發(fā)射濾光片、鏡頭和CCD像機(jī)，其特點是在光源與窄帶激發(fā)濾光片之間加有均勻照明光學(xué)元件。由光源發(fā)射出來的光經(jīng)由均勻照明光學(xué)元件變成一束光強(qiáng)均勻的平行光，經(jīng)激發(fā)窄帶干涉濾光片(帶寬通常為幾十納米)，過濾除去其它波長的光，以降低檢測背景，斜入射到生物芯片上。標(biāo)記有熒光染料的靶分子在單色光的激發(fā)下產(chǎn)生的熒光，經(jīng)發(fā)射窄帶干涉濾光片由攝像鏡頭捕獲成像在CCD上。圖像信號可由CCD攝像頭直接傳送到插在計算機(jī)的PCI插槽中的圖像采集卡，將信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，再由計算機(jī)進(jìn)行處理分析。
均勻照明光學(xué)元件由橢球鏡、冷光反射鏡、密封玻璃、準(zhǔn)直鏡、可變光欄、積分鏡、平面反射鏡、物鏡組成，光源經(jīng)橢球鏡會聚，平面反射鏡反射，密封玻璃隔熱后，通過準(zhǔn)直鏡會聚光成平行光，可變光欄調(diào)整光能量的大小，經(jīng)過窄帶激發(fā)濾光片變成單色光，入射到積分鏡，再通過平面反射鏡和物鏡斜入射到生物芯片上，芯片上的熒光通過窄帶發(fā)射濾光片由鏡頭捕獲成像在CCD像機(jī)上。
本實用新型由于配備了均勻照明光學(xué)元件，使得生物芯片上的光強(qiáng)均勻性達(dá)到了±3％，大大地提高了激發(fā)熒光的準(zhǔn)確性，由此獲取的熒光圖像的準(zhǔn)確性也得以大大提高。這樣就避免了由于激發(fā)光源照射能量不均勻引起的錯誤信息。
上述橢球鏡2兩焦點距離為361±3mm，反射可見光，反射率大于96％，透射紅外光，透射率大于80％；鏡頭12焦距為50mm，數(shù)值孔徑為0.95。
權(quán)利要求1.具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，包括光源、窄帶激發(fā)濾光片、窄帶發(fā)射濾光片、鏡頭和CCD像機(jī)，其特征在于在光源與窄帶激發(fā)濾光片之間加有均勻照明光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，其特征在于所述的均勻照明光學(xué)元件由橢球鏡、冷光反射鏡、密封玻璃、準(zhǔn)直鏡、可變光欄、積分鏡、平面反射鏡、物鏡組成，光源依次經(jīng)橢球鏡會聚，平面反射鏡反射，密封玻璃隔熱后，通過準(zhǔn)直鏡會聚光成平行光，可變光欄調(diào)整光能量的大小，經(jīng)過窄帶激發(fā)濾光片變成單色光，入射到積分鏡，再通過平面反射鏡和物鏡斜入射到生物芯片上，芯片上的熒光通過窄帶發(fā)射濾光片由鏡頭捕獲成像在CCD像機(jī)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，其特征在于所述的橢球鏡兩焦點距離為361±3mm，反射可見光，反射率大于96％，透射紅外光，透射率大于80％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，其特征在于所述的準(zhǔn)直鏡會聚光變成平行光。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，其特征在于所述積分鏡為由蠅眼透鏡拼接而成，拼接方式采用積木錯位方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，其特征在于所述鏡頭焦距為50mm，數(shù)值孔徑為0.95。
專利摘要具有均勻照明系統(tǒng)的CCD生物芯片檢測儀，它是由氙燈、均勻照明光學(xué)元件、窄帶激發(fā)濾光片、窄帶發(fā)射濾光片、鏡頭和CCD像機(jī)組成，由氙燈發(fā)出的白光經(jīng)過均勻照明光學(xué)元件變成一束光強(qiáng)均勻的平行光，經(jīng)窄帶激發(fā)濾光片濾除其它波長的光，變成單色光，斜入射到生物芯片上。標(biāo)記有熒光染料的靶分子在單色光的激發(fā)下產(chǎn)生熒光，經(jīng)窄帶發(fā)射濾光片由鏡頭捕獲成像在CCD上。本實用新型與一般的生物芯片檢測儀器不同，配備了均勻照明光學(xué)元件，使得生物芯片上的光強(qiáng)均勻性達(dá)到了±3％，大大提高了激發(fā)熒光的準(zhǔn)確性，由此獲取的熒光圖像的準(zhǔn)確性也得以大大提高。
文檔編號G01N21/64GK2559982SQ0225286
公開日2003年7月9日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者唐小萍, 姚漢民, 岑輝, 劉業(yè)異, 王淑蓉, 胡松, 邢薇, 張強(qiáng) 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所